粉煤灰技术的应用与发展

粉煤灰技术的应用与发展

1煤渣煤粉炉灰渣排放碳灰粉也被称为飞灰，是现代发电装置的副产品。一般,每燃烧1t煤,就能产出250～300kg粉煤灰和20～30kg的炉渣。无论是煤粉炉还是沸腾炉,灰渣排放量约为燃煤总量的1/3。每发1kWh的电,需标准煤约300g,产出粉煤灰约100g。燃煤发电机组,每kW的装机容量,年排放粉煤灰1t左右。随火力电力工业的迅速发展,带来了粉煤灰的急骤增加。据统计,1995年粉煤灰年排放量1.25×102井内黑乡既有框架式碳粉的使用现状和特点目前,我国仅煤矿坑口电厂有100多个,装机容量均在5×102.1粉煤灰的主要技术研发粉煤灰的利用除了过去的粉煤灰水泥、粉煤灰混凝土、粉煤灰筑路、粉煤灰回填等,在很多行业又有了新的发展。(1)建筑制品。如,高掺量粉煤灰烧结砖、加气砌砖、空心砌砖、彩色地面砖、免烧免蒸砖、粉煤灰陶粒、微晶玻璃、陶瓷和粉煤灰-氯氧镁制品等。(2)耐火保温制品。如浮珠隔热耐火砖、矿棉、防火涂料、粉煤灰珍珠岩制品等。(3)金属制品。从粉煤灰中提取的矿物质和金属,如造炭、铁、铝,造微元素等。(4)固化技术与活化技术。是目前粉煤灰技术比较重要的部分。固化技术广泛用于灰场防尘、灰场筑坝和筑路工程;活化技术为粉煤灰在水泥工业中大量应用开拓了新的前景。(5)“灰”变“肥”的系列产品。利用粉煤灰制造粉煤灰硅钙肥、长效钾肥、磁化复合肥等。研究表明:大量利用粉煤灰,逐步消灭贮存占地,应重点地把粉煤灰应用于城镇建设和农业生产中。这才能真正解决贮存占地的根本问题。粉煤灰应用要从多产品、多技术到多行业应用领域开拓。要解决粉煤灰贮存占地多的问题,最根本的办法:一是加大粉煤灰在城镇建设中的利用,二是加快粉煤灰在农业生产中的利用。2.2用碳灰粉代替工作(1)用碳灰粉代替盐酸水泥粉煤灰的主要成分是SiO(2)墙体材料的养护是以粉煤灰、石灰、石膏以及细集料按一定比例配合,经控料、陈化、轮碾、压制成型、高压蒸汽养护制成的墙体材料。生产1×10蒸压粉煤灰砖是利用粉煤灰数量最大的建材制品之一,其产品可分为4个强度级别、3个等级,用于易受冻融作用的建筑部位,要进行抗冻性检验。受冷热交替作用或有酸性侵蚀的建筑部位不得用蒸压粉煤灰砖。(3)粉煤灰路堤的铺设和填充料基层见图2这在我国已有几十年历史。从60年代到目前,在城市道路和一级、二级至全封闭高速公路建设中,用量与年俱增。粉煤灰筑路主要用于道路基础、道路路堤填方和振动碾压路面。A.道路基层用粉煤灰。要求其化学成分中硅铝总量大于70%,且在950℃时烧失量不大于10%。含水过高的粉煤灰应经堆高滤干自然脱水。施工时的含水量应保持在20%～35%。原材料中除粉煤灰外,还需要石灰,必要时还可掺加一定比例的黏土及碎石或其它骨料。在适当含水率下拌合,然后在路槽中摊铺,并在最佳含水率条件下压实,保持湿润状态并经一定时间养护。所筑的路面整体层即为石灰粉煤灰混合料基层。应注意的是:拌料要均匀、色泽调和,无严重粗细分离状况。未被打碎的石灰、土块、粉煤灰团块不得大于50mm,且大于20mm的石灰、土块、粉煤灰团块的总量不得大于细料总量的10%,混合料的含水量应接近最佳压实含水量。这项应用技术,不仅投资少,施工简便,用灰量大,好管理等,而且强度比一般碎石基层高(与石灰土相比较,抗压强度高1.5～2.0倍,收缩系数降低一半,冻融稳定性好);节约土源,降低工程造价(据建成道路工程结算,每利用1t粉煤灰,可节约成本10元以上)。B.道路路堤和填方用粉煤灰。粉煤灰在筑路回填中的应用最早是美国50年代的州际公路系统。我国从80年代开始用粉煤灰修筑公路路堤。如西安至三原的一级公路路堤用粉煤灰填筑,最高处达4.5m,全线用灰近100×10粉煤灰修筑路堤,需要掌握一定的技术措施。若用纯粉煤灰填筑路堤,必须用石灰粉煤灰混合包裹边坡及堤顶,或用黏土包裹边坡及堤顶;包裹土体的厚度视边坡的高度,少者1m,多者2m不等。包裹用石灰粉煤灰混合材料的厚度也视边坡高度,在30～50cm不等。C.粉煤灰路堤存在的缺陷或不利因素。最主要的是由于粉煤灰颗粒有明显的冻融敏感性。解决方法是,需往粉煤灰中稍加石灰,拌合均匀,使水分不再以游离状态存在,而以结合水形式存在于石灰粉煤灰的水化产物中,可大大提高路堤的抗冻性能。研究认为,对粉煤灰路堤耐久性影响最大的是毛细管水的上升。所以,在粉煤灰路堤底层与地下接触的地区,辅设的自由排水材料保护滤层至少应高出地下水面46cm,可防止毛细水上升侵入粉煤灰路堤中。该技术优点是,其自重轻,可减轻对结构的侧压力;有一定的自硬性,减少附加荷载,减小路堤回填的沉降,剪切强度较好。特别推荐用于厂区公路、村镇公路建设。(4)土壤中含盐量的影响及措施主要有以下几点:一是覆土造田,改良土壤;二是纯灰种植;三是生产碳化粉煤灰复合肥、钙、镁、硅肥。A.施用适当的粉煤灰,对小麦、玉米、水稻、大豆等主要农作物都有明显增产效果。B.施灰后增产效果与土壤质地关系密切,于黏土质土壤施灰效果最好,增产明显;对砂质土壤施灰效果不明显;对改良土壤有很好作用。C.农业生产上用灰量大面广。每亩可施灰15～35t,特别是黏性大的土壤中,每亩施灰可达30t以上。在种植小麦、玉米、水稻、豆类、蔬菜地上都可施粉煤灰。D.粉煤灰是多种颗粒的聚合体,具有多孔特征,有砂性、质轻、渗透快、吸水强、吸附性好等特征,且含有很多植物生长所需的微量元素,增产效果是综合性的,有增温、增强通透性作用。E.粉煤灰本身的pH值在8.2左右。施用粉煤灰对碱性土壤有一定影响,但并不十分明显,而对酸性土壤影响则较明显,可中和部分酸性。在盐碱地带的稻田土壤里施灰可以增强通透性,有一定脱盐效果,施灰可降盐;在地下水位高的旱田地里施灰,能使耕作层含盐量增高。这一点必须注意。(1)覆土造田,改良土壤。一是,利用山谷、洼地、低坑、采石后废弃的石料场等作为灰场,待贮满灰后在上面覆盖20～30cm厚的土层,即可成为田地。在此地上种植物要比纯土上的产量高。原因是,粉煤灰与黏土拌和(部分),使土壤得到改良,底层粉煤灰透气、透水性能良好;表面黏土在抵抗蒸发,保水,保肥方面都比灰好。所以,填灰还田是成功经验;二是,纯灰种植。要注意粉煤灰本身的形状和外界的关系,要有较好的管理措施。研究认为:a.在纯灰场上种植作物是可行的,但技术性强,对植物有选择性(采用点播或播,又适宜撒播等要求)。b.在纯灰地上种植作物应先种草、种树,在具备水源、肥源后,从第2或第3年开始再种农作物和蔬菜,使灰场逐步熟化。c.在纯灰场上种植物的病虫害比土壤上少得多。三是,改造土壤。特别是对黏性大的土壤和酸性土壤,粉煤灰作为单纯肥料来施用是不妥当的,因为本身不具有肥料功能,但可以与N、P、草碳腐植酸等肥料结合施用。既可作为其他肥料的载体,又能充分发挥其本身含有的微量元素作用。(2)生产碳化粉煤灰复合肥。碳化粉煤灰复合肥是土壤碳学理论与优化配方和施肥技术相结合的产物。与普通复合肥比,不同之处在于此肥中含较多的碳化处理了的粉煤灰。不但使复合肥中增加粉煤灰中固有的微量元素,而且粉煤灰中的富铁玻璃微珠碳化作用后的剩碳也能使土壤的某些性能改善。这就增加了复合肥的综合肥力,具有高效、长效、养分全、功能多的优点,而且生产成本低、投资少、工艺简单,有很好的社会效益及经济效益。碳化粉煤灰复合肥的原料要根据土壤特点和作物的生长要求,在粉煤灰中添加2种及3要素(N、P、K)养分,经配料、混合、碳化(处理时,粉煤灰应在